CN102131926A - 转染剂 - Google Patents
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Abstract
本发明提供毒性更低的能够应用于临床的转染剂。所述转染剂含有肽表面活性剂。
Description
技术领域
本发明涉及含有肽表面活性剂的转染剂。
背景技术
由于RNAi能够抑制特定基因的表达,所以期待应用于疾病的处置。在现有技术中,将siRNA转染到细胞中时使用的转染剂以阳离子性的磷脂为主体,但其毒性已被指出。
但是,考虑以siRNA为首的核酸药物在临床中的应用时,期望转染剂的毒性无限低,期待开发毒性更低的转染剂。
已知肽表面活性剂具有使G蛋白结合受体牛视紫红质等膜蛋白稳定的作用和自组织化的性质(非专利文献1及2)。但是,还不清楚其作为转染剂的用途。
非专利文献1:X Zhao et al.,PNAS,Vol.103,No.47,17707-17712
非专利文献2:A Nagai et al.,J.Nanosci.Nanotechnol.Vol.7,No.7,1-7
发明内容
发明要解决的问题
本发明要解决的课题在于,提供毒性更低的能够应用于临床的转染剂。
本发明人为了解决上述课题而重复进行了深入研究,结果意外发现,肽表面活性剂作为转染剂是有用的,从而完成了本发明。
因此,本发明为,
1.一种转染剂,其含有肽表面活性剂。
2.根据上述1所述的转染剂,其中,肽表面活性剂由头部和尾部构成,所述头部由4~10个亲水性氨基酸构成,所述尾部由1或2个疏水性氨基酸构成。
3.根据上述1所述的转染剂,其中,肽表面活性剂为AAAAAAD或AAAAAAK。
4.一种药物,其含有上述1~3中任一项所述的转染剂及核酸。
附图说明
图1是肽表面活性剂与阳离子性脂质体基因导入剂(Lipofectamine 2000、siFECTOR)的细胞毒性比较。
图2是利用肽表面活性剂将siRNA导入到3种人恶性胶质瘤培养细胞中的导入量的经时变化分析。
图3是肽表面活性剂浓度与siRNA导入效率的关系的分析。
图4是通过肽表面活性剂导入到3种人恶性胶质瘤培养细胞中的siRNA产生的RNA干涉效果的确认。
图5是通过肽表面活性剂导入到3种人恶性胶质瘤培养细胞中的siRNA产生的RNA干涉效果的确认。
图6是通过肽表面活性剂导入到3种人恶性胶质瘤培养细胞中的siRNA产生的RNA干涉效果的确认。
具体实施方式
本发明中,肽表面活性剂是包含6~10个氨基酸残基的物质,其长度为约2~3nm,表现出与以往的表面活性剂例如正十二烷基-β-D-麦芽糖苷(DM)、辛基-D-葡萄糖苷(OG)同样的特性。
本发明的肽表面活性剂优选由头部及尾部构成,所述头部由4~10个亲水性氨基酸构成,所述尾部由1或2个疏水性氨基酸构成。
更具体而言,可列举出GGGGDD(G4D2)、GGGGGGDD(G6D2)、GGGGGGGGDD(G8D2)、GGGGGGGGGGDD(G10D2)、AAAAAAD(A6D)、AAAAAADD(A6D2)、AAAAAAK(A6K)、AAAAAAKK(A6K2)、VVVVVVD(V6D)、VVVVVVDD(V6D2)、VVVVVVK(V6K)、VVVVVVKK(V6K2)、LLLLLLD(L6D)、LLLLLLDD(L6D2)、LLLLLLK(L6K)、或LLLLLLKK(L6K2),其中,优选为AAAAAAD(A6D)或AAAAAAK(A6K),特别优选为AAAAAAK(A6K)。
本发明的肽表面活性剂可以采用以往公知的固相合成法进行制造。另外,这种人工合成的肽由于不含生物来源的物质,不需要担心感染性,所以优选使用。
本发明中,转染剂是指将siRNA等多核苷酸或基因导入到细胞内时使用的、能够提高其导入效率的组合物。
本发明的转染剂可以与所期望的核酸一起配合到药物中。另外,本发明的药物在经口投与或非经口投与的任一情况下均可使用。
本发明的药物中使用的核酸直接使用作为治疗等的靶标的基因的部分碱基序列或将其修饰后使用,由DNA或RNA的核酸构成,是在生物体内能够控制所期望的基因的功能的核酸。这种核酸通常已知作为核酸药物。
例如可列举出:通过使与转录调节因子所结合的核内的DNA的一定区域(顺式元件)相同的序列的寡核苷酸结合转录调节因子从而抑制基因表达的药即圈套型核酸药物(decoy)、能够与特定的分子特异性结合的核酸适体(aptamers)、具有切断RNA的催化活性的核酶、与靶基因的mRNA的特定区域互补结合而抑制基因表达的反义RNA或与RNA沉默复合体一起与靶基因的mRNA的特定区域结合从而分解mRNA的siRNA。圈套型核酸药物、核酸适体、核酶是采取高度特异性3维结构的核酸,反义RNA是单链RNA寡聚物,其具有部分mRNA序列的对应链(opposite strand)侧的序列,siRNA是与靶基因的部分mRNA具有相同序列的短双链RNA。这些核酸可以用核酸合成机通过化学反应人工制作,此外,也可以用载体由培养细胞制作。
迄今为止的药物主要是低分子化合物,现在,由生物体所具有的化学物质制成的生物药物因其靶标特异性和生物学安全性的方面而受到瞩目。生物药物之一包括核酸药物,现在很多研究机构和制药企业正在积极开发。核酸药物中,近年来尤其是siRNA的特异性基因抑制效果受到瞩目,正在积极开发针对各种疾病的siRNA药物。作为通过使用siRNA从而期待治疗效果的例子,可列举出脑瘤的一种即胶质母细胞瘤的治疗。在成胶质细胞瘤中,通过以MMP-2为靶标的RNAi诱导肿瘤细胞的凋亡、从而抑制肿瘤生长,这一效果是已知的。
作为药物的形态,可列举出片剂、胶囊剂、颗粒剂、糖浆剂等。这些药物可以使用通常的药物制造中的添加剂来进行制造。
本发明的药物的投与量没有特别限定,例如,在非经口投与的情况下,每一天为0.001~10mg/kg体重。上述投与量可以1天1次或分2~3次投与,也可以根据年龄、病情、症状而适当增减。
作为添加剂的具体例子,可列举出乳糖、糊精、蔗糖、甘露糖醇、玉米淀粉、山梨糖醇、结晶性纤维素、聚乙烯基吡咯烷酮等,它们可以单独或适当组合使用。这些药物可以按照日本药典的记载,通过适于各种药物的形态的方法来制造。另外,也可以适当使用香味料、着色料、甜味料等。本领域技术人员可以适当选择这些添加剂的含有量。
作为准药品(quasi drug)的形态,可列举出片剂、胶囊剂、颗粒剂、胶状(jelly)剂、饮料剂等。这些准药品可以使用通常的准药品制造中的添加剂来进行制造。进而,这些准药品例如也可以含有维生素类等其他的有效成分。另外,也可以单独或适当组合使用甜味料、香味料、着色料、抗氧化剂等添加剂。这些准药品可以通过本领域技术人员公知的方法来进行制造。
实施例1
肽表面活性剂与阳离子性脂质体基因导入剂的细胞毒性比较
对于肽表面活性剂和2种现在广泛使用的阳离子性脂质体基因导入剂,用人培养细胞进行细胞毒性评价。
<材料>
·添加物质
1.肽表面活性剂(序列:Ac-AAAAAAK-NH2、Celtek公司制造)
2.Lipofectamine 2000(Invitrogen Corporation制造)
3.siFECTOR(B-Bridge International,Inc.公司制造)
·细胞
人恶性胶质瘤培养细胞(U87MG、从ATC C购入)
·MTT测定试剂(细胞增殖数定量)
CellTiter 96 Aqueous One Solution Cell Proliferation Assay试剂盒(Promega KK制造)
<方法>
按照ATCC推荐的方案,将细胞接种到96孔板中(细胞密度:2×104/孔),孵育一夜。换成新鲜的培养基,添加添加物质(最终浓度:0.0005、0.001、0.005、0.01、0.05、0.1、0.5、1、5、10、25、50、75、100、250、500μg/ml)。将细胞培养24小时。然后,添加CellTiter 96 Aqueous One Solution(20μl/孔),4小时后,用酶标仪测定495nm的吸光度,对活细胞数进行定量。
图1表明,肽表面活性剂的毒性最低。关于LD50,肽表面活性剂为285.9μg/ml,Lipofectamine 2000为42.49μg/ml,siFECTOR为25.3μg/ml。肽表面活性剂在25μg/ml以下不显示细胞毒性。
实施例2
利用肽表面活性剂将siRNA导入到细胞中的确认
用显微镜观察经荧光标记的siRNA,从而确认siRNA被肽表面活性剂导入到了细胞中。
<材料>
·肽表面活性剂
序列:Ac-AAAAAAK-NH2、Celtek公司制造
·siRNA
siRNA/MMP-2、Santa Cruz公司制造
·siRNA荧光标记试剂
Label IT Cy-3标记试剂盒、Mirus公司制造
·细胞
3种人恶性胶质瘤培养细胞(U87MG、T98G、U251MG、分别从ATC C购入)
<方法>
按照Mirus公司的方案,用siRNA荧光标记试剂Cy3标记siRNA/MMP-2。按照ATCC的方案,将5000个细胞接种到培养腔室玻片(Chambered slide glass)上放置一夜。除去培养基,按照最终浓度siRNA为50nM、肽表面活性剂为20μg/ml的方式添加到1ml培养基中,进行8小时培养。对照组按照仅siRNA最终浓度为50nM的方式用1ml培养基进行培养。在倒置荧光显微镜下,通过Cy3用的滤光片观察荧光并进行明视野下的观察。
<结果>
在所有3种细胞中,在添加有肽表面活性剂和siRNA这两者的试验组中均确认到经Cy3标记的siRNA的摄取。在仅添加有siRNA的对照组中,无论在哪一细胞中均未确认到经标记的siRNA的摄取。
实施例3
利用肽表面活性剂将siRNA导入到细胞中的导入量的经时变化分析
通过用显微镜观察经荧光标记的siRNA,研究利用肽表面活性剂导入到细胞中的siRNA导入量的经时变化。
<材料>
·肽表面活性剂
序列:Ac-AAAAAAK-NH2、Celtek公司制造
·肽表面活性剂浓度
0、0.5、1.0、5.0、10.0、20.0、25.0μg/mL
·siRNA
siRNA/MMP-2、Santa Cruz公司制造
·siRNA荧光标记试剂
LabelIT Cy-3 Labelling Kit、Mirus公司制造
·细胞
3种人恶性胶质瘤培养细胞(U87MG、T98G、U251MG、从ATCC购入)
<方法>
按照Mirus公司的标准方案,用siRNA荧光标记试剂Cy3标记siRNA/MMP-2。将经标记的siRNA与肽表面活性剂混合。对于每孔加有1ml培养基的24孔板中接种的1×105个细胞,按照最终浓度siRNA为50nM、肽表面活性剂为20μg/ml的方式进行投与,培养0.5、1、2、4、8、16及24小时。用PB S洗涤孔后,回收细胞并转移至96孔板中,测定荧光光度。
结果如图2所示。
·在培养1~8小时时,相对荧光单位(RFU)基本成比例增加,可知siRNA与时间成比例地被摄取到细胞中。
·培养8小时以后,基本达到平稳。
实施例4
肽表面活性剂浓度与siRNA导入效率的关系的分析
通过用显微镜观察经荧光标记的siRNA,来研究siRNA向细胞中的导入效率如何依赖于肽表面活性剂浓度。
<材料>
·肽表面活性剂
序列:Ac-AAAAAAK-NH2、Celtek公司制造
·肽表面活性剂浓度
0、0.5、1.0、5.0、10.0、20.0、25.0μg/mL
·siRNA
siRNA/MMP-2、Santa Cruz公司制造
·siRNA荧光标记试剂
Label IT Cy-3 Labelling Kit、Mirus公司制造
·细胞
3种人恶性胶质瘤培养细胞(U87MG、T98G、U251MG、从ATCC购入)
<方法>
按照Mirus公司的标准方案,用siRNA荧光标记试剂Cy3标记siRNA/MMP-2。将经标记的siRNA与肽表面活性剂混合。对于每孔加有1ml培养基的24孔板中接种的1×105个细胞,按照最终浓度siRNA为50nM、肽表面活性剂为0、0.5、1、5、10、20、25μg/ml的方式投与,培养8小时。用PB S洗涤孔后,回收细胞并转移到96孔板中,测定荧光光度。
结果如图3所示。
·Y98G中,在10μg/ml以上时浓度依赖性的RFU的上升减弱,但在3种细胞中全都看到了RFU与浓度的增加成比例地增加,可知siRNA向细胞中的导入依赖于肽表面活性剂的浓度。
·结合实施例3的结果,表明通过将肽表面活性剂以浓度为20μg/ml暴露于细胞中8小时,siRNA被充分显著地导入到细胞中。
实施例5
通过肽表面活性剂导入到细胞中的siRNA产生的RNA干涉效果的确认
通过RT-PCR法对通过肽表面活性剂导入到细胞中的siRNA具有RNA干涉能力进行确认。
<材料>
·肽表面活性剂
序列:Ac-AAAAAAK-NH2、Celtek公司制造
·细胞
3种人恶性胶质瘤培养细胞(U87MG、T98G、U251MG、从ATCC购入)
<方法>
按照ATCC公司的标准方案,在24孔板中接种1×105个细胞,培养一夜。除去培养基后,在与前述相同的培养条件下,按照最终浓度如下的方式加入下面的溶液并培养8小时。
(1)对照(培养基)
(2)随机寡siRNA(Dharmacon公司制造)/肽表面活性剂20μg/ml
(3)siRNA 50nM
(4)肽表面活性剂20μg/ml
(5)siRNA 50nM/肽表面活性剂20μg/ml
用Taqman Gene Expression Cell-to-Ct Kit(AppliedBiosystems公司制造),将siRNA逆转录成cDNA。利用基因表达分析(Gene Expression Assay)(Applied Biosystems公司制造),以MMP-2作为靶标,以β肌动蛋白作为内标,通过AppliedBiosystems 7500实时PCR系统进行定量分析。
结果如图4-6所示。
·仅在投与siRNA 50nM/肽表面活性剂20μg/ml的细胞中,MMP-2mRNA的表达被显著抑制。
·由于仅有siRNA时没有向细胞中导入的效果,所以认为是通过肽表面活性剂的siRNA导入效果将siRNA摄取到细胞内,其结果产生了RNA干涉效果。
·将由确认与人基因组没有同源性的序列构成且对基因没有特异性的随机寡RNA与肽表面活性剂混合,所得到的混合物没有看到MMP-2基因的抑制,所以认为,上述效果并非不依赖于RNA的序列的非特异性反应。
Claims (4)
1.一种转染剂,其含有肽表面活性剂。
2.根据权利要求1所述的转染剂,其中,肽表面活性剂由头部和尾部构成,所述头部由4~10个亲水性氨基酸构成,所述尾部由1或2个疏水性氨基酸构成。
3.根据权利要求1所述的转染剂,其中,肽表面活性剂为AAAAAAD或AAAAAAK。
4.一种药物,其含有权利要求1~3中任一项所述的转染剂及核酸。
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